Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности динамики быстрых изменений содержания сфинигомиелинов в тканях печени и крови при действии экзогенных факторов

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Особенности динамики быстрых изменений содержания сфинигомиелинов в тканях печени и крови при действии экзогенных факторов"



На правах рукописи

ЗУБАРЕВА Галина Мефодьевна

ОСОБЕШЮСТИ ДИНАМИКИ БЫСТРЫХ ИЗМЕНЕНИЙ СОДЕРЖАНИЯ СФШМНГО МИЕЛИНОВ В ТКАНЯХ ПЕЧЕНИ И КРОВИ ПРИ ДЕЙСТВИИ ЭКЗОГЕННЫХ «АКТОРОВ

03.00.04 - Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Тверь, 1997

Работа выполнена на кафедре биоорганической и общей химии Тверской медицинской академии

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Каргаполов А.В.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Капитанов А.Б.

доктор химических наук, профессор Пахомов П.М.

Ведущая организация: Московский государственный университет

Защита состоится М-АА/гиХ. 19а7г. в /У

на заседании диссертационного совета К 063.97.09 в Тверском государственном университете по адресу: 170002, г. Тверь, пр. Чайковского, 70 "а", корп, 4, аул. 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственногогуниверситета.

Автореферат разослан 1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук,

доцент А.Н.Панкрушина

* \Лг А.\ i игЛС i/li^A г Лии i .

Актуальность проблемы определяется тем, что сфингомиелины (СХМ), являясь структурными компонентами биологических мембран, играют важную роль в реализации важнейших функций клеток рецепторной, транспортной, энергетической, полиферативной (Ansel1 G.B., Hawthorn S.N 1964; Dawson R.M.С., 1964; Грибанов Г.A., 1979; Markus N.,1994; Steen Law S.L., 1995; Wujie S.S, Sturgill T.W. ,1995; IwataM., 1995).

Установлено, что содержание СФМ в тканях организма тесно связано с интенсивностью протекающих в них биологических процессов (Centhia M.G.,1994; Kolesnik R., 1994). Показана важная роль этого соединения в передаче сигналов в клетку (Merrll A.H.J, Stevens V.L., 1989, Markus N.,1994), обнаружены специфические комплексы данного фосфолипида (ФЛ) с одним из компонентов биомембран - холестерином (Hannun Y.A., Bell R.M., 1989; IwataM., Herrington J., Zager R.A., 1995; Kolesnick R.N., 1989; Wujie S.S, Sturgill T.W.,1995).

В последнее время доказано, что в ответ на различные воз-, действия в биологических структурах возникают быстрые обратимые изменения уровня содержания высоколабильных ФЛ , таких как фосфо-инозитиды (Каргаполов А.В и соавт. 1988-1995; Berridge M.J., Dawson R.M.С., Downes С.Р. et al. 1983). Эти изменения происходят в течение 2-3 минут с интервалом в 10-20 секунд. Характер таких колебаний уровня содержания зависит от действующего агента и состояния биологических структур, что может быть использовано в прогнозировании и диагностике заболеваний ((Каргаполов A.B. и др. 1987-1995). Однако отдельные формы ФИ являются крайне неустойчивыми соединениями и определение уровня их содержания сопряжено со значительными методическими трудностями (Прохорова М.И. 1982). Поэтому возникает необходимость изучить динамику быстрых изменений стабильных ФЛ, в частности СФМ. Эти данные дадут.возможность получить новую информацию об особенностях функционального состояния биологических структур, что может быть использовано в прогнозировании и диагностике заболеваний, а также для расшифровки молекулярных механизмов, обеспечивающих жизнедеятельность тканей, особенно центральной нервной системы, в функционировании которой СФМ играют важную роль (Koval М., Pagano R.E. 1991). Для решения данной задачи требуется разработка эффективных методов, позволяющих регистрировать специфику быстрых изменений количества СФМ.

Цель настоящей работы состояла в изучении особенностей пока-

- г -

зателей быстрых изменений уровня содержания СФМ в биологических системах при воздействии экзогенных факторов в норме и патологии.

Для осуществления этой цели поставлены следующие задачи: 1. Выявить особенности динамики быстрых изменений количества СФМ печени под влиянием ионов кальция и уменьшения тоничности среды.

'¿. Изучить влияние экзогенных факторов на показатели динамики быстрых изменений уровня содержания ОШ цельной крови.

3. Провести сравнительный анализ параметров динамики быстрых изменений количества СФМ цельной крови и гомогенатов печени под влиянием гипотонии.

4. Исследовать особенности динамики быстрых изменений уровня ОШ крови в норме и патологии.

Научная новизна работы. Впервые обнаружены быстрые обратимые изменения уровня содержания СФМ крови и гомогенатов печени, возникающие под воздействием ионов кальция, гипотонии, уменьшения рН среды. Установлено, что наиболее информативными параметрами позволяющими характеризовать эти изменения, являются: амплитуда, период обратимого изменения, исходные и конечные уровни, время максимального и минимального содержания. Разработаны эффективные методы анализа быстрых изменений количества СФМ.

Практическая значимость работы. Выявленные специфические изменения некоторых параметров динамики быстрых изменений уровня СФМ крови больных с патологией центральной нервной системой позволяют применять их при диагностике шизофрении и эпилепсии. Разработаны модифицированные методы количественного определения сфингомиелинов в смесях природных липидов с использованием проточной тонкослойной хроматографии и инфракрасной спектроскопии.

Положения выносимые на защиту:

1. Результаты изучения особенностей показателей быстрых изменений уровня содержания СФМ печени при воздействии на гомогенаты данной ткани различных экзогенных факторов.

2. Данные сравнительного анализа особенностей показателей динамики быстрых, изменений количества СЯМ различных тканей, возникающие под влиянием одного и того же экзогенного фактора -уменьшения тоничности среды.

3. Результаты использования аппаратно-программной системы,основанной на инфракрасной спектроскопии, для анализа параметров быстрых изменений уровня содержания СФМ крови в норме и патологии.

- Апробация работы и публикации. Материалы диссертации -докла-ивалисъ на XII съезде психиатров России (Москва, 1995), на I зерском конгрессе " Здоровье человека" (Тверь, 1996). Диссерта-1Я апробирована на межкафедральном заседании с участием сотруд-1Ков кафедр общей и биоорганической химии, биохимии, фармаколога, медицинской биологии и генетики, научно-исследовательского ?нтра Тверской государственной медицинской академии (1996).

По теме диссертации опубликовано: 7 научных работ, получено зторское свидетельство за N1802341 и 3 рацпредложения.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, эех глав и выводов. Первая глава представляет собой обзор лите-атуры. Во второй главе дано описание методов использованных в аботе. В третьей главе представлены основные результаты собст-энных исследований и их обсуждение. Диссертация изложена на 121 границах машинописного текста, содержит 1 таблицу, 33 рисунка, тасок литературы включает 197 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования.

В работе использовался гомогенат печени белых крыс, а также ровь 120 здоровых и больных людей. Проведено 710 анализов. Гомо-енат готовился по стандартной методике ( Прохорова М.И.,1982.). ри изучении влияния экзогенных факторов на гомогенат печени и ровь, действовали различными экзогенными агентами. В качестве акторов воздействия были выбраны: ионы кальция, уменьшение то-ичности и рН среды. В ходе эксперимента к анализируемой пробе омогената печени или крови добавляли 50мкМ ионрв кальция на 1 мг елка, равный объем бидистиллированной воды, 2N раствор НС1 до рН авного 6. Затем через каждые 30 сек. в течение 3-х минут, после оздействия каждого из исследуемых агентов, отбирали пробы содер-ащие 0,1 мг белка в 3-5 мкл (150-200мкг липида), и наносили их епосредственно в среде инкубации на хроматографическую пластинку тонким слоем силикагеля. Для выделения СЯМ использовалась про-очная тонкослойная хроматография в камерах оригинальной конс-рукции. Количественное содержание липида определялось денсито-етрически (Каргаполов А.В., 1981).

Экстракция липидов осуществлялась по методу Блайя и Дайера Bligh E.G., Dyer W.J., 1959), а также в подкисленных смесях астворителей для извлечения прочносвязанных липидов (Ягужинский

JI.С. с соавт. 1990).

Инфракрасная спектроскопия образцов проводилась с помоод спектрофотометра модели 270-30 (фирма "Hitachi", Япония), а таю отечественного 9-ти канального инфракрасного анализатора, вход! щего в состав аппаратно-программной системы.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с пс мощью персонального компьютера Сх 486 ДХ2-66 по стандартной прс рамме "Statgraphics".

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

1. Особенности показателей быстрых изменений количестве! ного содержания сфингомиелинов печени под влиянием ис нов кальция и гипотонии.

Анализ результатов быстрых изменений количественного соде! жания СФМ гомогенатов печени под влиянием экзогенных факторе позволил выделить следующие параметры этого процесса: содержал! данного липида в конкретный временной интервал (30, 60, 120, 1£ секунд), исходный и конечный уровень содержания СФМ, продолж! тельность быстрых изменений.

Установлено, что при воздействии 50 мкМ ионов кальция уменьшения тоничности среды в 2 раза через 30 сек количество СЯ увеличивается соответственно в 1,9 раза (р<0,01) и 2.6 раг (р<0,001), по сравнению с исходным уровнем (5,9 ± 0,37 мкг), соответственно равно 11,4 ± 1,1 и 15,6 ± 1,37 мкг (рис. 1а).

Через минуту., после воздействия ионов кальция и уменьшен! тоничности уровень содержания СФМ снижается до -7,95 ± 0,5 и 7,8 0,45 мкг, оставаясь в обоих случаях выше исходного в 1,3 раг (р<0,01) (рис. lb).

Как видно из рис. 2а, через 2 минуты после воздействия исс ледуемых факторов, наблюдается резкое уменьшение количества (X под влиянием ионов кальция (в 3,8 раза, р<0,001), по сравнению уровнем предыдущего временного интервала и равно 2,1 ± 0,17 мга в то время как уменьшение тоничности среды существенного влияш на количество липида не оказывает.

На 180 секунде воздействия исследуемых агентов, по сравнен! с предыдущим временным интервалом, наблюдается повышение уровь СФМ в присутствии ионов кальция (в 3,8 раза, р<0,001), которс достигает значения 6,6 ± 0,64 мкг, в то время как уменьшение то-

]- исходным уровень

Рис 1. Изменение уровня содержания сфингомиелинов через 30 секунд (а) и 1 минуту (в) после воздействия: 1 - ионов кальция (50 мкМ), 2 - уменьшения тоничности среды в 2 .раза.

мкг Сфм

Ш

а

Рис". 2. Изменение уровня содержания сфингомиелинов через 2 (а) и 3 (в) минуты после воздействия: 1 - ионов кальций (БОмкМ), 2 - уменьшения тоничности среды в 2 раза.

ничность среды приводит к повышению количества липида в 1,4 разг (р<0,05) и равно 9,2 ± 0,77 мкг.

Таким образом установлено, что исследуемые агенты оказываю: специфическое влияние на уровень содержания СФМ в гомогенатах печени (рис.3). При этом возникающие колебания количества сфингоми-елинов продолжаются в течение 3-х минут. После этого интервала ] течение последующих двух минут уровень данного липида1остаетс:

мкг СФМ

Рис.3. Изменения уровня содержания сфингомиелинов гом< генатов печени в период до 3-х минут после во; действия ионов кальция (Са) и гипотонии (Т). N исходный уровень сфингомиелинов.

стабильным и не имеет достоверных изменений. Этот факт находит ь соответствии с литературным!: данным!:, свидетельствующими о то: что запаса энергетических ресурсов клетки без дополнительных по туплений хватает на 2-3 минуты функционирования (Скулачев В..

Колебания уровня CiM в проведенных экспериментах объясняется изменением функционального состояния исследуемого гомогената печени, которое возникает в ответ на воздействие экзогенных факторов. Вероятно это обусловлено тем, что сфингомиелины участвуют в разнообразных биохимических процессах, обеспечивающих функционирование клетки (Алексенко A.B., Бабенко H.A. и соавт. 1989; Пуш-карева М.Ю. 1989; Centhia M.G., Toiya-Koizumi К., Suzuhi М.,1994; Карагезян К.Г. 1972).

Обнаруженное в результате эксперимента быстрое уменьшение или увеличение уровня СФМ, по-видимому, происходит в результате трансформации этих липидов в другие формы фосфолипидов, в первую очередь ФХ и ФЭА путем трансферазной реакции и метилирования ( Marggraf W.D., Kanfer J.N. 1984, Bennert J.Т., Ullman M.D. 1981, Malgat M., Maurice A., Baraud J. 1986, Дин P. 1981). Существенную роль в снижении уровня сфингомиелинов могут играть сфингомиелина-зы (Kolesnick R.N. 1989), в то время как возрастание количества лгагада трудно связать с повышением синтеза этого вещества, так как данный процесс требует для своего обеспечения АТФ, количество которой в условиях эксперимента в клетке недостаточно (Каргаполов A.B. 1981).

Не исключена возможность изменение уровня OEM в результате нарушения прочности связывания этих липидов с белком. В этом случае, снижение уровня содержания данного вещества может быть объяснено образованием прочных белковолипидных комплексов. Для выяснения этой возможности нами проводилась дополнительная экстракция в более жестких условиях, способствующая интенсивному распаду этих комплексов. Такой экстракции, с использованием подкисленных хлороформ-метанольных смесей (Ягужинский Л.С. и-'соавт. 1990; Прохорова М.И. 1982), подвергался исследуемый материал после обычной процедуры извлечения липидов (Bligh E.G., Dyer W.J., 1959). Оказалось, что в дополнительно экстрагируемой фракции липидов обнаруживаются в основном лизофосфоглицериды, в то время как сфинго-зинсодержащие липиды отсутствуют. Таким образом, по-видимому, основными механизмами обеспечивающими колебания уровня СОМ являются процессы трансформации этих соединений в другие формы фосфолипидов.

Учитывая то, что в 3-х минутном интервале изученные конкретные временные промежутки выбраны произвольно, представляло интерес с помощью специальных программ, на основе полученных результатов, построить модель динамики быстрых изменений ОШ . Эта поз-

волило бы выявить максимальную амплитуду, а также другие скрыты« закономерности этого явления. Для решения такой задачи был выбра! метод сплайновой аппроксимации экспериментальных данных, которьи создает математическую модель максимально отображающую исследуемое явление и его точную интерполяцию (Завьялов Ю.С., Квасов Б.И. Мирошниченко В.Л., 1980). На рисунке 4 представлены созданные с помощью сплайновой аппроксимации модели динамики быстрых изменений количественного содержания ОШ возникающие при воздействии нг гомогенат печени ионов кальция и уменьшения тоничности среды. Предложенная форма ивложения полученных результатов позволяет выделить дополнительные показатели динамики быстрых изменений СЯМ: период обратимого изменения, максимальную амплитуду колебания содержания, время минимального и максимального значения.

Применение метода сплайновой аппроксимации позволило установить, что период быстрых изменений после воздействия 50 мкМ ионо] кальция составляет 110 секунд, а обратимые изменения уровня О® при уменьшении тоничности среды завершаются в течение 130 секущ (рис. 4аЬ). В контрольном опыте колебаний уровня содержания О® практически не отмечалось.

Установлено, что максимальная амплитуда колебаний содержали! СШ при уменьшении тоничности среды составляет 14,5 ± 0,6 мкг. Этот же показатель при добавлении ионов кальция достоверно ниже i равен 11,1 ± 0,7 мкг (р < 0,01) (рис. 4а,Ь)

Анализ полученных данных, свидетельствует о том, что на 2( секунде отмечается максимальное содержание СФМ в гомогенате печени, как после уменьшения тоничности среды, так и под влиянием ионов кальция. При этом после добавления кальция количество СЯМ ] 1,4 раза меньше, по сравнению с уровнем, характеризующим действа фактора тоничности ( соответственно - 13,1 ± 0,5 мкг и 19,2 ± 0,( мкг, р < 0,001) (рис. 4а,Ь).

Обнаружено что, на 120 секунде, фактор уменьшения тоничност] среды обеспечивает минимальное содержание С5М, которое' составляв1 - 6,5 ± 0,6 мкг и практически не отличается от исходного значени; (рис. 4а). В отличие от этого, при добавлении ионов кальция, минимальное содержание липида (2,3 ± 0,2 мкг) отмечается на 120 секунде воздействия данного фактора. Это в 2,3 раза меньше по сравнению с- уровнем характеризующим действие предыдущего фактор; (р<0,05) (рис. 4Ь).

Таким образом полученные результаты доказывают, что в гомогенате печени могут возникать быстрые обратимые колебания уровн:

N. . •■•' Л — ~ - 1 | 1

} \

1--1-- ---—'*""" —- 1 — -Ь- ............. --|

............ 1

' ) :1. •О IV. О О 3 0

содержания СШ гомогената печени при воздействии

1 - уменьшение

тоничности

2 - контроль

СФМ

Ч / к г-———

; "ч. 1 -I—___ . --1- ......... 4

N . —7--1- _--1— "7........2

N > **

5 100 1'. 0 200 2^ 0 30

Рис. 4в. Динамика быстрых изменений содержания СЗМ гомогената печени при воздействии

1 - ионами

калымя

2 - контроль

содержания сфингомиелинов под влиянием экзогенных факторов. Характер этих изменений специфичен и определяется действующим агентом, что может использовано для оценки функционального состояния биологических систем. Особенно перспективным является изучение параметров быстрых изменений количественного содержания СЯМ крови с целью прогнозирования и диагностики заболеваний. Однако, метол тонкослойной хроматографии используемый в работе очень трудоемок, требует специального оборудования. В свяви с этим нами была предпринята попытка адаптировать более эффективный метод инфракрасной спектроскопии для оценки количественных изменений данного липида. Поэтому, на следующем этапе эксперимента, изучение влияния экзогенных факторов на количество ОШ крови проводилось с использованием ТСХ и ИКС.

2. Особенности показателей быстрых изменений количественного содержания сфингомиелинов крови под влиянием гипотонии и уменьшения значения рН.

Было установлено, что в диапазоне 1600-1535 см-1 характеризующим амидные связи, которые присутствуют только в СЯМ, (Кейтс М. 1975), соблюдается прямопропорциональная зависимость между количеством вещества и оптической плотностью хлороформных экстрактов природной смеси липидов. Это находится в соответствии с данными литературы, свидетельствующими о том, что с помощью ИКС возможно количественное определение вещества в смеси, по одной характеристической области спектра (Кросс А. 1961, Кеслер И. 1964). Для анализа С<Ш в цельной крови, в присутствии веществ имеющих амидные связи (белки и другие), нами были составлены специальные программы, которые в соответствии с характеристиками эталонов, позволяют определять уровень содержания СФМ данной смеси веществ.

Первоначально исследовались количественные изменения CiM, происходящие в крови вдоровых людей, сразу после ее взятия через 30, 60, 120 и 180 секунд. Фиксирование крови осуществлялось экстрагирующей лиииды смесью. При анализе полученных экстрактов установлено, что имеют место колебания уровня содержания СЯМ в течение 3-х минут после взятия крови. Эти результаты находятся в соответствии с литературными данными, в которых исследовалась динамика изменения фосфоинозитидов (Мацуль В.М. 1988). Однако в этих исследованиях отмечены более выраженные изменения показателей липидов, что, по-видимому, связано с высокой лабильностью

: • - 11 -

i

данных соединений (Той J.S., Hurat M.W., Baricos W.H. 1972).

Анализ характера быстрых изменений в исследуемых областях спектра экстрактов, приготовленных через определенные временные интервалы, сразу после взятия крови, позволил установить, что в диапазоне 1600-1553 см-1, отмечается на 60 и 180 секунде максимальный уровень содержания СШ составляющий 7,1 ± 0,34 мкг, что выше исходного в 1,2 раза (р< 0,05). Минимальный показатель, равный 5,2 ± 0,12 мкг (в 1,2 раза меньше исходного) (р < 0,05), достигается на 120 секунде .

На следующем этапе работы, на уровне экстрактов, проанализированы особенности показателей быстрых изменений в характеристической для С$М зоне поглощения при воздействии гипотонии и уменьшения рН среды до 6,0.

Эта серия опытов доказывает влияние регулирующих факторов, которыми являются значение рН и тоничность среды (Ягужинский Л.С. и соавт. 1986), на динамику уровня СММ .

Установлено, что воздействие данных агентов на кровь сразу после ее взятия, существенно влияет на показатели динамики быстрых изменений в исследуемой области инфракрасного спектра. Обнаружено, что в диапазоне 1600-1535 см-1 изменение тоничности среды в 2 раза приводит к увеличению концентрации липида по сравнению с исходным значением в 2,8 раза (р<0,05). При этом достижение максимального уровня (15,1 ± 0,94 мкг) происходит на 20 секунде действия экзогенного фактора, в то время как минимальный показатель липида (7,5 ± 0,47 мкг) обнаруживается на.60 секунде. Амплитуда колебания составляет 9,5 ± 0,35 мкг (рис. 5).

В этой же области инфракрасного спектра уменьшение рН среды до 6,0 приводит к увеличению количества ОФМ, па'сравненио с контролем в 2,3 раза (р<0,05). При этом достижение максимального значения наблюдается на 20 секунде (11,8 ± 0,8мкг). Минимальное количество липида отмечается на 60 секунде воздействия, фактора. и равно 6,9 ± 0,49мкг ( р<0,01). Амплитуда колебания'составляет 6,85 ± 0,46мкг (рис. 5).

Таким образом, как рН среды, так и ее тоничность оказывают существенное, специфическое воздействие на показатели динамики концентрации СФМ крови. Следует отметить, что действие фактора тоничности на параметры быстрых изменений уровня содержания С$М крови, по сравнению с гомогенатами печени, имеют как общие так и отличительные характеристики. Установлено, что при•уменьшении тоничности параметры продолжительности динамики и времени достиже-

I

i'

гис. с. „инзмикз быстрых изменен-/?, содержания С;л экстрактов хроэи в диапазоне 1600 - 153о см"1

1 - уменьшение

тоничности

2 - понижение

рН до 6,0

1сек

ния максимального значения в исследуемых тканях одинаковы и соответственно равны 180 и 20 секундам. Особенностью количественного изменения ОФМ крови, по сравнению с тканью печени, является меньшая амплитуда (в 2 раза, р<0,05) и повышенный в 1,2 раза (р<0,05) конечный уровень, а также время выхода на минимальное количественное содержание (60 и 120 секунда соответственно).

3. Сравнительный анализ" показателей динамики быстрых изменений цельной крови здоровых людей и больных эпилепсией и шизофренией. ✓

На данном этапе исследования была сделана попытка выявить динамику изменения показателей ИК-спектра крови, без предварительной экстракции, в характеристической для ОШ области спектра. Для этого использовалась созданная нами аппаратно-программная система. В процессе анализа в кювету из KRS (пластинки из искусственного хлористобромистого талия и йодистобромистого талия) аппаратной части системы помещали 30 мкл цельной крови, которую брали у больных и доноров натощак. Затем проводили спектрофото-метрию через интересующие интервалы времени в течение 180 секунд.

Установлено, что в цельной крови без предварительной экстракции, сразу после ее взятия, в течение 3-х минут, наблюдается динамика изменений показателей в характеристической для ОШ области инфракрасного спектра (рис 6). На представленном рисунке результаты обработаны методом сплайновой аппроксимации. Период изменений 180 секунд поделен на 10 интервалов.

Особенный интерес представляют данные по изучению специфики показателей динамики быстрых изменений в характеристической для СФМ области ИК-спектра при различных заболеваниях. Исследовались группы больных с онкологическими, сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом, алкоголизмом, эпилепсией, шизофренией..Установлены особенности динамики при каждом виде патологии. Однако, наибольший интерес имеют данные о быстрых изменениях величин оптических плотностей при шизофрении и эпилепсии (Карагезян К.Г., 1972; Carney J.M., 1993; Зиньковский А.К. и соавт. 1992)

В интервале 1600-1535см-1 у больных эпилепсией отмечаются наиболее-выраженные изменения на 20, 50, 120, 170 секундах (рис 6). Обнаружено, что минимальное значение оптической плотности отмечается в первые 20 секунд от начала опыта. Максимальное - наблюдается на 170 секунде. Это значение превышает исходное в 1,5

раза (р<0,05).

Таким образом, у больных эпилепсией характерными для быстрых изменений компонентов крови, в том числе и СФМ, следует отметить, высокую амплитуду колебания оптической плотности в исследуемой области ИК-спектра, а также максимальное значение на 170 секунде, что может являться отличительным критерием.

Установлено, что при шизофрении, динамика изменений происходящая в крови имеет характерные особенности, по сравнению с группой здоровых людей и больных эпилепсией. В диапазоне 1600-1535 см-1 максимальный показатель оптической плотности наблюдаются на 20 секунде от начала опыта, что превышает исходные уровень в 1,4 раза (р<0,05), а минимальное его значение приходится на 110 секунду, что меньше исходного в 2,4 раза (р<0,001). Обнаружено, что амплитуда колебания исследуемых показателей в этой группе больных значительно больше, по сравнению с аналогичной характеристикой здоровых людей (р<0,001)(рис 6). Следовательно, для этих исследуемых видов заболеваний, в данной области спектра наиболее существенна разница во времени выхода на максимальное (20 и 170 секунда) и минимальное значение (20 и 110 секунда).

Таким образом, обнаружена специфика динамики быстрых изменений показателей цельной крови у больных шизофренией, эпилепсией и контрольной группе, в характеристической для СЯМ области спектра. Полученные результаты свидетельствуют о том, что у здоровых людей системы организма обеспечивают стабильность показателей динамики быстрых изменений количества амидных групп цельной крови, а при различных видах патологии амплитуда колебаний показателей резко возрастает. Одновременно, отмечается выраженная специфика изменений других параметров при каждом виде патологии.; что может быть использовано в диагностике заболеваний.

Нами была неучена динамика изменений показателей ИК-спектра крови,не только в специфическом для СЯМ диапазоне , но и в других областях характеризующих основные функциональные группы липидов. На основании полученных результатов построены пространственные модели и их 10-ти кратные горизонтальные профили, отражающие специфику динамики быстрых изменений содержания липидов и других компонентов крови (рис. 7,8). В отличие от традиционных методов биохимического анализа в данном случае оценивается система крови в целом, что позволяет успешно регистрировать изменения ее функционального состояния. Как видно, из приведенных рисунков, отмечается существенная разница в динамике показателей быстрых иэме-

D

'). 3

т

г ) 2 S

о

M I !•

/"« ñ. i \

O. 1

o 05

o 2

!"\......M"1.........(■■■

i - i l:\ ! ■ V'7......\-¡<-\-jbr-

^U- wiU\/fi

v y ■ Í

.1.00

!()()tc«

0. 2 . 18 . .1.6 1.4 '. .12 0. 1 08 '. Об 04 02 О

А

й \ ( \ ! !

Г \ .....П......... / ' !

/ ! ■. / /

! ; 1 1 ! 1

\ )' \

...г.......

у* V

О

100

Рис. б. Динамика быстрых изменений содержания С$М при ИКС цельной крови в диапазоне 1600 - 1535 см"*1

1 _ контроль

2 - больные

шизофренией

3 - больные

эпилепсией (по оси абсцисс -время в секундах, по оси ординат -оптическая плотности) .

01 I

200 1сек

-I

Рис. 7.. а) Пространственные модели динамики быстрых изменений показателей ПК спектра цельной крови в диапазоне 3300 - 800 см" б) 10-ти кратные горизонтальные профели моделей

1 - контроль

2 - больные эпилепсией

(по оси абсцисс -•

время в секундах,

по оси ординат -

диапазоны ИК

спектра. .1.80 I сек

щ ш 1 1 я ш

^^Г/.7.

5 0

.1.00

Рис. 3. а) Пространственные модели динамики быстрых изменений показателей ИК спект ра цельной крови в диапазоне 3300-800 см"1 в)" 10-ти кратные горизонтальные профели моделей

1 - контроль

2 - больные

шизофренией (по оси абсиисс-время в секундах, по оси ординат-диапазоны ИК спек тра.

>1 I

180 *:се*

нений крови шизофрении и эпилепсии, заболеваний, диагностика и лечение которых вызывает серьезные затруднения. Поэтому анализ крови с помощью созданной аппаратно-программной системы может быть успешно использован при экспресс-диагностике.

Таким образом, модифицированный метод ИКС с использованием специальной аппаратно-программной системы позволяет з течение нескольких минут получить принципиально новую информацию об особенностях быстрых изменений фундаментальных компонентов крови (сфингомиелинов и других соединений). Эта информация позволяет оценить особенности функционального состояния систем организма при воздействии на него различных эндо- и экзогенных факторов. При наличии соответствующих эталонов заболеваний в виде моделей, можно успешно осуществлять их прогнозирование, диагностику и контроль эффективности лечение.

ВЫВОДЫ.

1. В тканях печени и крови под воздействием экзогенных факторов возникают колебания уровня содержания сфингомиелинов,. которые регистрируются в 30 секундном временном интервале. Характер динамики данных изменений отличается специфичностью как в отношении действующего агента, так и ткани.

2. В гомогенатах печени при действии ионов кальция и гипотонии возникают быстрые обратимые изменения количественного содержания сфингомиелинов, продолжающиеся в течение 3-х минут, и заканчивающиеся стабилизацией уровня липида. Выделены наиболее информативные параметры динамики изменений:' исходный и конечный уровни, амплитуда колебания содержания «'его продолжительность, время максимального и минимального значения.

3. При действии исследуемых факторов, по выбранным параметрам, выделяются общие и характерные изменения динамики. .Обнаружено, что как под влиянием ионов кальция, так и при гипотонии, продолжительность колебания содержания сфингомиелинов составляет 180 секунд, а время максимального и минимального значения после воздействия агентов равняется 20 и 120 секундам.

4. Отличительными характеристиками при гипотонии, по сравнению с эффектом ионов кальция, являлись увеличенная амплитуда и уменьшенный конечный уровень' содержания данного липида.

5. Сравнительный анализ параметров быстрых изменений уровня содержания сфингомиелинов крови и печени, при действии одного и

того же фактора - гипотонии, показывает, что параметры продолжительности и времени максимального значения в исследуемых тканях одинаковы и составляют соответственно 180 и 20 секунд. Отличительной характеристикой динамики изменений сфингомиели-нов цельной крови, по сравнению с тканью печени, является меньшая амплитуда колебания содержания и повышенный конечный уровень.

|. Разработан способ анализа быстрых изменений количественного содержания сфингомиелинов с использованием горизонтальной проточной тонкослойной хроматографии и специальной аппаратно-программной системы, основанной на инфракрасной спектроскопии.

. На основе результатов анализа крови больных и здоровых людей с помощью специальных программ могут быть сформированы эталоны в виде пространственных моделей, отражающих специфику функционального состояния организма. По разработанным эталонам, в комплексе с другими методами проведена дифференциальная диагностика таких заболеваний как шизофрения и эпилепсия.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ. Способ диагностики инфаркта миокарда / Авторское свид. N 1802341 от 9.10.1992.(в соавт. Слгосарь H.H., Лопина Н.П., Кар-гаполов A.B., Аникин В.В.)

. Разработка способа количественного определения сфингомиелина с помощью ИКС // Мат. науч. конф. " Современные вопросы диагностики и лечения". Тверь., 1994. - С. 32-33..(в соавт. Никитина И.Н.)

. Динамика быстрых изменений содержания фосфоинозитидов у больных крупноочаговым инфарктом миокарда // Тез. докладов конф. " Актуальные вопросы клинической медицины в здравоохранении Тверской области". Тверь., 1994. - С. 33-35.(в соавт. Лопина Н.П., Ястребов Г.Н.)

. Использование ИКС при диагностике онкологических заболеваний // Тез. докл. конф. " Организационно-методические и дифференциально-диагностические вопросы клинической медицины". Тверь., 1995. - С. 201-202.(в соавт. Лопина Н.П., Каргаполов A.B.)

. Особенности динамики быстрых изменений фосфатидилинозитов крови у больных с ишемической и алкогольной кардиомиопатией //

Депонир. в ВИНИТИ АН России, N 35557, 1995. ( з соавт.Каргапо-лов A.B., Аникин В.В., Лопина Н.П., Корнышева Е.А.)

6. Определение динамики быстрых изменений сфингомиелинов с помощью инфракрасной спектрофотометрии // Тез. докл. конф. " Новые направления в диагностике, лечении и профилактике заболеваний у населения Тверской области". Тверь., 1996. - С. 154-156.(в соавт. Каргаполов A.B., Никитина И.Н.)

7. Использование метода инфракрасной спектроскопии для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета // Тез. докладов конф. " Новые направления в диагностике, лечении и профилактике заболеваний у населения Тверской области". Тверь., 1996. - С. 156-157. (в соавт. Каргаполов A.B., Никитина И.Н.)

8. Разработка и применение ИК-спектроскопии для диагностики алкоголизма // XII съезд психиатров России. Материалы съезда. -Москва. - 1995. - С. 723-724.(в соавт. Зиньковский А.К., Каргаполов A.B., Руднев И.Е.)

РАЦИОНАЛИЗАТОРСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

1. Рационализаторское- предложение N 1429. Способ оценки уровня содержания фосфатидилинозита в митохондриях. - Калинин., 1990.

2. Рационализаторское предложение N 1801. Способ количественного определения сфингомиелинов крови с помощью инфракрасной спектроскопии. - Тверь., 1996.

3. Рационализаторское предложение N 1827. Способ диагностики шизофрении и эпилепсии. - Тверь., 1996.